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| 작성자 : 이정구 작성자ID : jk0620 조회 : 33 추천 : 1 |
작성일 : 2004-01-03
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우주의 그 끝은 어디인가. 우주는 왜 팽창하는가 |
단순한 우주해석의 접근법에서 암흑에너지의 물질입자들이 충돌하여 생성되는 에너지 분포(넓이)를 찾아내는 간단 수학 공식1.|a|/6(β-α)^3 을 마방진의 관점에서 해석하는 바를 소개하고자 한다.
우주의 질서는 과학적인 방식만으로 해답을 구할 수 있고 전적으로 과학적 도구를 이용하여 해결되는 게 아닐 것이다. 예수석가공자소크라테스는 과학에 문외한이여도 우주의 이치를 깨닫았잖여. 세상사 우주의 질서는 뉴톤아인쉬타인의 견해 아니여도 해석될 수 있는 관점은 존재한다. 이제 우주를 한마당 마방진(magic square)의 틀(category )에 넣고서 분석하는 방법이 있다.
2003년 연말과 2004년 연초에 두개의 vod프로그램을 관심있게 보았다. 하나는 사이언스올http://www.scienceall.com/에서 제공하는 우주과학 내용이고 다른 하나는 http://inet-school.co.kr/ 에서 제공하는 고교수학 수학문제(정적분) 풀이 내용이다. 나의 과학적 관심은 거의 상식수준임을 거듭 밝히는 바이다.
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자료1.
http://www.scienceall.tv/index.asp
mms://211.40.179.20/data/ch008/21th/000000000182/000000000182_300k.asf
우주의 그 끝은 어디인가. 우주는 왜 팽창하는가.
태양계는 우주의 중심도 끝이 아니였다. 우리은하계의 10만광년의 크기에 수천억개의 다른 별과 더불어 속하여 2억년에 한번씩 우리은하계를 돈다. 우리은하는 또다른 수천억개의 은하에 속한다. 우연찮게 우주가 팽창한다는 사실을 알게 되었다
지구 대기권 위에 띄워진 허블 우주망원경으로 확인 되었다. 현제까지 이 망원경으로 발견된 은하계는 2천여개이다. 0.1퍼센트도 되지 않는다. 은하계 하나에는 1조개가 넘는 별들이 모여있다.
웬디 프리드먼 박사/카네기 연구소
"허블의 발견을 통해 우리는 인간이 살고 있는 우주가 어떠한 변화도 없이 정적으로 존재하지 않는다는 것을 알게 됐다. 우주는 전반적으로 동일한 형태로 확장하고 있지만 은하계의 거리가 멀어질 수록 그 확장 속도는 더욱 빨라진다. 두 은하 사이의 거리가 3천억만 광년일 경우에는 초당 1천킬로로 서로 멀어진다. "
우주의 가속 팽창이 확인 되었고 결국 1000억년 후에는 모든 은하가 사라진다. 우주팽창을 연구 하는데 초신성에 관한 관찰을 한다. 그 밝기가 은하와 맞먹는다. 우주의 팽창은 만유인력에 거슬린다. 기존의 이론은 빅뱅으로 은하를 밀어냈지만 은하들로 인해 다시 수축하리라 보았다. 그런데 은하가 늘어난 이상에 빈공간이 많아진 우주는 은하들의 힘이 아닌 또다른 힘이 은하들을 밀어낸다는 뜻이다. 그런데 그 에너지가 무엇인지 모른다. 그 가능성으로 은하에는 그 밝기에 비해 무게가 무거워진 블랙홀 때문이 아닌가 의심했다. 내부의 중력으로 인해 물질을 빨아드린다. 그런데 블랙홀의 질량을 감안하더라도 은하의 무게는 그보다 훨씬 무거웠다. 또다른 지목은 진공 에너지이다.
안드레이 린데 교수/ 스텐퍼드 대학
"진공이란 상태로 그 안에 에너지가 존재하지 않는다고 생각하기 쉽다. 그러나 실제는 그리 단순하지 않다. 진공상태라 함은 극미한 파동들의 집합으로 그 안에서는 입자들이 나타나고 사라지는 일이 반복되고 있다. "
진공에너지는 이상한 특징을 가지고 있다. 먼지와 가스는 공간이 넓어지면 희박해 지지만 진공에너지는 더욱 많아지고 이 암흑 에너지가 막대한 열에너지로 변하여 우주를 팽창시킨다. 보통물질 4퍼센트, 암흑물질 23 퍼센트를 제외하면 진공에너지 73 퍼센트로 이뤄졌다. 아인쉬타인은 우주역학을 우주방적식으로 표현했다. 우주가 팽창하거나 수축하는 것을 인정할 수 없어서 만유인력에 반발하는 존재로 우주상수를 생각해냈다. 그런데 허블에 의해 팽창하고 있다는 관측이 나오면서 아인타인 자신의 실수로 보았다. 우주상수는 존재할 가능성이 충분히 있다. 빅뱅초기 137억년 직후에는 한동안 빛도 없는 1억년의 암흑시기 이였다. 바로 우주 초기에서 현제의 팽창우주를 팽창시키는 에너지가 존재했다고 한다. 바로 우주초기의 배경복사의 발견이 그 증거이다. 우주안에서 수많은 전자기파가 존재한다. 우주관측에서 전자기파를 제거하자 우주전역에 고르게 분포된 열에너지가 나타났다.빅뱅의 산물로써 우주에 전 우주에 고르게 분포된 배경복사이다. 그 의미는 우주 전체가 끝도 없이 팽창하는 뜻이다.
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우주의 그 끝은 어디인가. 그 끝은 마방진의 틀이다.
1.우주의 빈공간은 단위 마방진(original magic square)으로 해석된다.
n차 행렬의 단위 마방진은 여러 종류의 독자적인 공간을 지니고 있다. 비록 전체적으로 중복된 단위 방진의 요소를 지니고 있다고 하더라도 그것은 개별적인 OMS에 집합일뿐이며 서로의 영향을 주고 받지 않는다. 이것이 진공상태에서의 소립자들의 반응이 나타났다가 사라지게 하는 일시적인 현상과도 기인된다.
진공상태라 함은 그 미미한 파동들의 집합으로 그 안에서는 입자들이 나타나고 사라지는 일들이 반복된다고 한다. 그 모형은 다음과 같을 것이다.
보기1.
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0001000
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보기2.
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0000001
0010000
0000010
0100000
0000100
보기1.과 보기2.는 별개의 진공상태에서의 에너지 공간를 가지고 있다. 물론 보기n.은 무수히 존재하며 서로는 공간을 지닌다.
다음은 수학적인 문제의 예로써 보기1.과 보기2.의 개별적인 두 개의 암흑 에너지(함수)가 융합하여 생기는 넓이를 에너지의 량으로 상상해 보자. 보기1.과 2. 그 조건 함수는 [2차-2차, 2차-1차]에 관련된 범위만을 한정시켜 보도록 하자.
예를들어, 두 함수 y=x^2-3(2차함수) 와 y=x-1(1차함수)로 둘러싸인 넓이를 구하려면 정적분을 이용하나 두함수의 교차값, 알파, 베타값과 함수의 최고차 계수와의 관계식으로 나타낸 공식을 곧바로 적용할 수 있다. 그 일반식은 바로 공식1.|a|/6(β-α)^3 이다. 참고로 |a|은 '절대값 a'을 의미한다.
a는 2차 함수 y=ax^2+bx+c 의 최고차의 계수(상수)이다. p2(베타)와 p1(알파)은 두 함수의 교점이다. 두함수의 교점을 구하려면 두 함수를 연립정리하여 우변을 0으로 만들고 좌변으로 정리하면 x^2-3=x-1는 x^2-x-2=0 이다.
(x-2)(x+1)=0, 여기서 교점은 p2=2, p1=-1 이다. 그리고 2차 함수 y=x^2-3 의 최고차수의 계수(a)=1이다. 그러면 공식1.|a|/6(β-α)^3 넓이 공식을 적용하면 답이 곧바로 나온다. |1|/6(2-(-1)^3=1/6*3^3=27/6=9/2.
진공에너지는 보기1.y=x^2-3(2차함수) 과 보기2.y=x-1(1차함수)와 같은 암흑 물질의 함수운동을 통해 수학적인 넓이처럼 만들어진다고 볼 수 있다. 그 계측은 공식1.|a|/6(β-α)^3으로 나타난다. 물론 함수는 [high n차 함수,low m차 함수)의 넓이는 무수히 많다. 말인즉, 암흑에너지가 반드시 [2차-2차, 2차-1차] 함수의 관계에 만 적용된 공식1.의 간단공식이 일반적으로 통용되는 것은 아니다. 하지만 수학적인 정적분을 통해서 암흑물질의 에너지 크기를 추적할 수 있는 단초는 제공된 셈이다. 고로 암흑물질은 수학적인 정적분 값으로 얻어질 것이다.
2.나의 관심은 미적분의 현대수학 고난도 공식이나 계산 따위에 의존하고 있지 않다.
나의 단순한 우주해석의 접근법에서 단지 입자들의 특성이 1차 함수를 닮고 물질의 가속도가 2차 함수를 닮고 있기에 |a|/6(p2-p1)^3 이 의외로 눈에 확 뜨인다. 어쩌면 공식1.에 여러가지 형태(π,natural logarithm e...등)의 상수나 방정식,행렬식 따위를 부가 할 수도 있으리라.
아무튼 공식1.|a|/6(β-α)^3 은 우주의 암흑에너지의 물질입자들이 충돌하여 생성되는 에너지 분포를 찾아내는 간단공식일 수 있다. 두개의 교점(z,z')을 이루는 α와 β ray가 진공상태에서 극미한 파동들의 집합을 이루고 그 안에서는 입자들이 나타나고 사라지는 일이 반복되고 있다. 물론 가설이다.
두 점(α와 β )는 넓이를 지닌 두개의 함수에 의하여 결정되었고 2차 함수는 중력의 영향을 받은 입자가 진공상태를 직진하려드는 일차 함수와의 충돌을 가지며 암흑 에너지를 발생 시킨다. 진공상태의 단위 나노 밀도당 공간내에 α와 β 의 존재 갯수가 밝혀지면 우주의 73 퍼센트의 범위에 암흑 에너지의 크기를 알아낼 수 있으리라. 그런데 진공에너지는 고르게 분포되었으리 없는 것 같다. oms의 모형에 의하면 zz'의 두점은 oms의 규모에 따라 엄청 다른 넓이(에너지)가 나타난다. 소립자에 적용하는 P(power)와 우주에 적용하는 E(energy)가 전혀 다른 개별적 공간이다. 우주의 해법은 진공에너지와 파워(강력.약력.전자력.중력의 power)를 해석하는 깃법에 의해 결정적인 단서가 주워진다. 곧 암흑에너지와 암흑물질, 보통물질의 존재 이유를 밝히는 근본적인 문제이다.
행운을 얻는다면 그 우주의 에너지 해법이 아인쉬타인의 에너지질량등가원리 E=mc^2 와 같은 종류의 2차 함수일 가능성이 높다. 그 핵심은 언제나 중력에 휘는 2차 곡선의 빛(소립자들)과 직선운동을 하는 빛의 속성에 의한 α와 β 의 교점와 최고차수의 계수와의 관계에서 얻어지는 정적분의 유형을 닮았으리라. α와 β 는 oms의 z과z'으로 표현되며 때로는 의미 해석상 좌표(x,y)로 표현될 수 있으리라. 그러면 공식1.|a|/6(β-α)^3 에서 (α,β,a) 로 표현되는 공간 위치이다. 물질(m)이 그 3차원 (α,β,a) 위치에서 비로소 존재하는 현상일찌도 모를 일이여. 아인쉬타인은 물질과 에너지가 상호 변환될 수 있다고 했지만 아인쉬타인 에너지(E)는 암흑에너지(dark E)가 아닐 것이다. dE는 진공상태에서 활동되는 것이며 물질로 부터 생성되는 중력과는 별개의 우주의 73 퍼센트의 power이며 실질적인 우주의 역학이다. 고로 dE는 공식1.|a|/6(β-α)^3 로 부터 유추되는 (α,β,a) 로 표현되는 공간 위치일 가능성이 높고 oms의 z과z' 과의 관련이 깊다고 유추된다.
#1.진공에너지는 이상한 특징을 가지고 있다. 먼지와 가스는 공간이 넓어지면 희박해 지지만 진공에너지는 더욱 많아지고 이 암흑 에너지가 막대한 열에너지로 변하여 우주를 팽창시킨다.
단위 마방진(oms)의 공간도 크면 클수록 진공에너지와 같은 특징을 지닌다.
보기1. 과 같은 진공상태에서의 α와 β 는 곧 z과 z'를 의미하고 일반적으로 소수 oms을 포함한 4차 이상의 임의 oms에 대하여 그 종류수가 바로 암흑에너지의 크기를 결정한다. 여기서 암흑 에너지(E)는 암흑물질(m)으로 치환하는 아인쉬타인 에너지질량등가원리의 지배를 받는다. 아니면 '파워에너지등가원리?'에 지배를 받든가...그리고, 그 크기는 진공상태의 장소와 시간에 따라 oms의 종류가 달라지며 동시에 암흑에너지도 달라진다.
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